[发明专利]一种适用于履带车辆的路面附着系数的识别方法及装置

权利要求书

1.一种适用于履带车辆的路面附着系数的识别方法，其特征在于，包括：

获取履带车辆的基本参数；

依据所述基本参数构建车轮旋转动力学模型，并基于所述车轮旋转动力学模型选取车辆状态变量；

根据所述车辆状态变量构建附着系数扩张型观测器，并设置观测器参数；

基于所述附着系数扩张型观测器和所述观测器参数，计算所述路面附着系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基本参数包括重量、主动轮半径、主动轮转速、主动轮角加速度、主动轮制动力矩和转动惯量，所述获取履带车辆的基本参数，包括：

根据预先设定的车辆纵向动力学模型获取履带车辆的所述重量、所述主动轮半径和所述转动惯量；

对所述主动轮转速进行微分，得到所述主动轮角加速度；

从履带车辆CAN总线获取所述主动轮制动力矩。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述基本参数构建车轮旋转动力学模型，并基于所述车轮旋转动力学模型选取包括路面附着系数的车辆状态变量，包括：

依据所述基本参数构建如下所述车轮旋转动力学模型：

其中，为所述主动轮角加速度，r_z为所述主动轮半径，J为所述转动惯量，T_z为所述主动轮制动力矩，μ为所述路面附着系数；

令包括所述路面附着系数的项将选定为所述车辆状态变量x₂；

选取所述车辆状态变量如下：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆状态变量构建附着系数扩张型观测器，并设置观测器参数，包括：

根据所述车辆状态变量中包括所述路面附着系数的项的线性特征，构建非线性系统：

为所述非线性系统构建扩张型状态观测器：

其中，z₁,z₂分别为所述扩张型状态观测器对x₁,x₂的观测值，e为系统之间的输出误差，L为预先设定的矩阵，

对所述扩张型状态观测器进行非线性反馈效应转化，得到：

其中，β₀₁,β₀₂为参数，g_i(e)，i＝1,2，eg_i(e)≥0；

将g_i(e)设定为fal(e,α_i,δ)，fal(e,α_i,δ)为在原点附近具有直线段的连续幂次函数

其中，δ为线性段的区间长度；

在此基础上，得到所述附着系数扩张型观测器：

基于预设规则设置观测器参数α₁，α₂，β₀₁，β₀₂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述附着系数扩张型观测器和所述观测器参数，计算所述路面附着系数，包括：

基于所述附着系数扩张型观测器观测状态变量x₁以及被扩张的状态变量x₂；

根据被扩张的状态变量x₂与所述路面附着系数μ之间的计算关系，计算所述路面附着系数μ。

6.一种适用于履带车辆的路面附着系数的识别装置，其特征在于，包括：

基本参数获取单元，用于获取履带车辆的基本参数；

状态变量选取单元，用于依据所述基本参数构建车轮旋转动力学模型，并基于所述车轮旋转动力学模型选取车辆状态变量；

观测器构建单元，用于根据所述车辆状态变量构建附着系数扩张型观测器，并设置观测器参数；

附着系数计算单元，用于基于所述附着系数扩张型观测器和所述观测器参数，计算所述路面附着系数。